장출혈성 대장균(EHEC) 감염 시 치명적인 혈전 합병증을 유발하는 새로운 원인 독소을 발견했다.
한국연구재단은 충남대 정한영 교수팀과 한양대 배옥남 교수팀이 공동연구로 장출혈성 대장균의 ‘RTX 계열 독소(EhxA)’가 적혈구를 조작해 혈전 형성을 유도한다는 사실을 입증했다고 9일 밝혔다.
장출혈성 대장균은 오염된 식품이나 물을 통해 감염돼 심한 혈변과 복통을 일으키는 식중독 원인균으로, 단순히 장염에 그치지 않고 일부 환자에게서 용혈성 요독증후군이나 혈전성 미세혈관병증 같은 치명적인 합병증을 일으킨다.
지금까지 학계는 혈관 내피세포를 손상해 혈전을 만드는 ‘시가독소(Shiga toxin)’를 이 합병증의 주범으로 지목했다.
그러나 이것만으로 환자에게 나타나는 급격한 혈전 반응과 적혈구의 변화를 온전히 설명하기 어려웠다.
이에 연구팀은 시가독소가 아닌 RTX 계열 독소에 주목했다.
실제 연구 결과 RTX 독소는 적혈구에 구멍을 뚫어 내부로 칼슘이 과도하게 흘러들게 만들었다.
이에 따라 적혈구 세포막 안쪽의 인지질(PS)이 바깥쪽으로 노출되는 변화를 유발했다.
인지질이 표면으로 드러난 적혈구는 산소를 운반하는 본래 기능을 잃고, 혈액을 굳게 만드는 혈전 제조기로 변했다.
이처럼 성질이 변한 적혈구는 혈액 응고 효소인 트롬빈 생성을 부추기고, 혈관 벽에 더 잘 달라붙어 혈전을 급격히 키우는 것으로 나타났다.
연구팀은 동물실험을 통해 장출혈성 대장균에 감염된 쥐는 적혈구 모양이 변하고 혈전이 늘었지만, RTX 독소를 없앤 균주에 감염된 쥐는 이러한 증상이 현저히 줄었음을 확인했다.
이는 RTX 독소가 혈전 형성의 핵심 열쇠임을 증명한 것으로, 감염성 혈전 합병증의 원인을 혈관 손상에서 적혈구 변형으로 확장해 큰 의미를 갖는다.
이에 따라 향후 RTX 독소를 중화하거나 차단하는 방식의 새로운 치료제 개발이 가능할 전망이다.
정 교수는 “이번 연구는 장출혈성 대장균 감염에서 혈전 반응을 키우는 경로가 혈관 손상만으로는 설명되지 않으며, 적혈구 자체가 응고 촉진 상태로 전환되는 독립적인 과정이 있음을 밝힌 것”이라며 “향후 독소 중화 항체 개발이나 혈전 위험도 평가 전략 수립에 과학적 근거가 될 것”이라고 설명했다.
한편, 이번 연구결과는 지난 7일 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’에 게재됐다.
(논문명: RTX-family toxin EhxA drives morphological remodeling and thrombogenesis in RBCs during enterohemorrhagic Escherichia coli infection)
